Un reciente hallazgo en la biodiversidad brasileña podría marcar un antes y un después en la producción de bioenergía y bioproductos. Investigadores del Centro Nacional de Investigación en Energía y Materiales (CNPEM) de Brasil, en colaboración con el Instituto Nacional de Investigación para la Agricultura, la Alimentación y el Medio Ambiente de Francia (INRAE) y la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), han identificado una nueva clase de enzima con un mecanismo de acción inédito. Esta proteína, denominada CelOCE (Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme), es capaz de acelerar la degradación de la celulosa, lo que podría mejorar drásticamente la eficiencia de las biorrefinerías.
Qué son las biorrefinerías y por qué son clave para un futuro sostenible
Las biorrefinerías son instalaciones industriales que transforman biomasa en energía, biocombustibles y productos químicos renovables. Funcionan de manera similar a una refinería de petróleo, pero en lugar de utilizar crudo fósil, procesan materia prima de origen vegetal, como residuos agroindustriales, desechos forestales y cultivos energéticos. Este modelo de producción es fundamental para reducir la dependencia de combustibles fósiles y avanzar hacia una economía circular, baja en carbono y sustentable.
Uno de los mayores desafíos en este sector es la eficiencia en la conversión de biomasa en productos útiles. La celulosa, el principal componente de la biomasa vegetal, es una molécula resistente que debe descomponerse en azúcares fermentables para la producción de biocombustibles y bioplásticos. Este proceso es costoso y requiere una gran cantidad de enzimas industriales. Aquí es donde entra en juego el reciente descubrimiento.
CelOCE: la enzima que desafía paradigmas
CelOCE fue descubierta a partir del análisis genético de microorganismos presentes en suelos ricos en biomasa en Brasil. Su mecanismo de acción es completamente nuevo: no solo degrada la celulosa de manera más eficiente, sino que también genera su propio co-sustrato, lo que reduce la necesidad de aditivos adicionales en los procesos industriales.
Los ensayos industriales demostraron que al combinar CelOCE con enzimas utilizadas actualmente en la industria, se logró un aumento de hasta un 21% en la cantidad de glucosa liberada a partir de residuos agroindustriales como el bagazo de caña de azúcar, paja de maíz y residuos forestales. Este avance podría traducirse en una producción significativamente mayor de etanol celulósico sin necesidad de expandir las áreas de cultivo, maximizando el aprovechamiento de los residuos existentes.
Impacto en la bioeconomía global
Según datos de la Agencia Nacional del Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles (ANP) de Brasil, el país produjo 43 mil millones de litros de etanol en 2023. La implementación de CelOCE podría incrementar la producción en miles de millones de litros adicionales sin modificar el uso de la tierra, mejorando la rentabilidad de las biorrefinerías y reduciendo la generación de residuos.
Pero el impacto de esta enzima va más allá de la producción de biocombustibles. Su estructura simple, compuesta por solo 115 aminoácidos, abre nuevas oportunidades para el diseño de enzimas sintéticas y aplicaciones en la reutilización de plásticos. Esto podría ser clave en la lucha contra la contaminación por residuos plásticos y el desarrollo de materiales biodegradables de nueva generación.
Hacia la industrialización del descubrimiento
El CNPEM ya ha registrado la patente de CelOCE y se encuentra en proceso de licencia para su producción a escala industrial. Se estima que su implementación en el sector productivo podría comenzar en un plazo de uno a cuatro años, dependiendo del desarrollo tecnológico necesario para su escalado.
Las plantas del desierto, la clave oculta para biocombustibles sustentables
«Este descubrimiento redefine nuestra comprensión sobre la degradación de la celulosa y nos acerca a una bioeconomía más eficiente y sustentable», señala Mario Murakami, investigador principal del CNPEM. «Con CelOCE, no solo mejoramos la producción de bioenergía y bioproductos, sino que también contribuimos a una economía basada en recursos renovables y de bajo impacto ambiental».
El hallazgo de esta enzima en la biodiversidad brasileña representa un hito en la transición hacia una economía bio-basada. Su potencial para optimizar la producción de biocombustibles, reducir costos industriales y fomentar la reutilización de residuos posiciona a CelOCE como una herramienta clave para las biorrefinerías del futuro.
Este descubrimiento refuerza la importancia de la investigación científica y la colaboración internacional en la búsqueda de soluciones sustentables. La revolución de las biorrefinerías ha comenzado, y Brasil está a la vanguardia de este cambio.
